UNCP – FIC 29/10/14
HIDROLOGÍA GENERAL
FECHA:
CONTENIDO
RESÚMEN................................................................................... 1 El CAUDAL................................................................................. 1 I. OBJETIVOS........................................................................1 II. MARCO TEÓRICO.............................................................1 III. ANÁLISIS.........................................................................2 IV. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES..........................3 BIBLIOGRAFÍA............................................................................ 3 RESÚMEN Para conocer el gasto (caudal) de diseño se requiere de datos de escurrimiento en el lugar requerido. En ocasiones no se cuenta con esta información, o bien, hay cambios en las condiciones de drenaje de la cuenca como son, por ejemplo, construcción de obras de almacenamiento, la deforestación, la urbanización, etc., lo que provoca que los datos de gasto recabados antes de los cambios no sean útiles. SUMMARY For the output (flow) required design runoff data in the required location. Sometimes you do not have this information , or there are changes in the conditions of drainage basin such as, for example, construction of storage , deforestation , urbanization, etc. , which causes data expenditures collected before changes are not useful .
RELACIÓN PRECIPITACIÓN - ESCORRENTÍA O O O
I. OBJETIVOS Conocer los métodos empíricos, métodos estadísticos y métodos de hidrograma unitario. Determinar la escorrentía que se produce por una precipitación determinada. Calcular el Hidrograma que va a generar un Hietograma.
II. MARCO TEÓRICO MODELOS DE PRECIPITACION-ESCURRIMIENTO Los modelos de precipitación-escurrimiento se pueden clasificar, en métodos empíricos, métodos estadísticos y métodos de hidrograma unitario. La mayoría de los criterios con excepción de los hidrogramas unitarios sintéticos, requieren de registros históricos TEMA: RELACIÓN PRECIPITACIÓN - ESCORRENTÍA
tanto de alturas de precipitación como de aforos de corrientes, pero en la mayoría de las cuencas de Bolivia no se tiene esta información. 1. MÉTODOS EMPÍRICOS: Ante la carencia de información hidrométrica, se han desarrollado varios métodos que permiten en función de la precipitación obtener los caudales que pueden presentarse en el río en estudio. 1.1. Método racional: El método racional es posiblemente el modelo más antiguo de la relación lluviaescurrimiento, es muy utilizado en el diseño de drenajes. La expresión del método racional es:
Q=CIA
...Ecuación 0
Y si I (intensidad) se expresa en mm/h, A (área de la cuenca) en Km², y Q (caudal) en m3/s la expresión es:
Q=0.278 CIA (m3 /s)
...Ecuación 0
Coeficiente de escorrentía: El coeficiente de escorrentía es la variable menos precisa del método racional, este representa una fracción de la precipitación total. Se debe escogerse un coeficiente razonable para representar los efectos integrados de los factores que influyen en este. En la tabla B-1, tabla B-2 del anexo B, se dan algunos coeficientes escogidos para ALUMNO: COLONIO ARROYO Erick Marx
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diferentes tipos de superficies, el coeficiente de escurrimiento “C” puede ser calculado con la siguiente expresión: erficial
Volumen de la escorrentia total C= Volumen precipitado total
C 1 A 1+C 2 A 2+ C 3 A 3+…+CnAn A 1+ A 2+ A 3+…+ An
...Ecuación 0
Dónde: A1 = Área parcial i que tiene cierto tipo de superficie C1 = Coeficiente de escurrimiento correspondiente al área A1 Para determinar la intensidad, el método racional supone que la escorrentía alcanza su pico en el tiempo de concentración (tc), por lo tanto se utiliza como duración de la tormenta el tiempo de concentración. 1.2. Método racional modificado Este método amplía el campo de aplicación del método racional, porque considera el efecto de la no uniformidad de las lluvias mediante un coeficiente de uniformidad, el caudal máximo de una avenida se obtiene mediante la expresión:
Q=CUx 0.278 CIA
CU =1+
T 1.25 c 1.25 T c +14
...Ecuación 0
...Ecuación 0
Cuando el área de drenaje (Cuenca) está constituida por diferentes tipos de cubierta y superficies, el coeficiente de escurrimiento puede obtenerse en función de las características de cada porción del área como un promedio ponderado.
C=
FECHA:
...Ecuación 0
Dónde: Q = Caudal punta para un periodo de retorno determinado (m3/s) I = Máxima intensidad para un periodo de retorno determinado y duración igual al tiempo de concentración (mm/h) A = Superficie de la cuenca (Km2) C = Coeficiente de Escorrentía CU = Coeficiente de Uniformidad El coeficiente de uniformidad corrige el supuesto reparto uniforme de la escorrentía dentro del intervalo de cálculo de duración igual al tiempo de concentración en el método racional, este se puede determinar según la siguiente expresión:
TEMA: RELACIÓN PRECIPITACIÓN - ESCORRENTÍA
El Tc esta expresado en horas, este método es recomendado para el diseño de alcantarillas en carreteras. 1.3. Método del número de curva (CN) Este método fue desarrollado por el Servicio de Conservación de Recursos Naturales de EE.UU. (Natural Resources Conservation Service – NRCS), originalmente llamado Servicio de Conservación de Suelos (Soil Conservation Service - SCS) para calcular la precipitación efectiva como una función de la lluvia acumulada, la cobertura del suelo, el uso del suelo y las condiciones de humedad. La metodología del número de la curva (CN), es la más empleada para transformar la precipitación total en precipitación efectiva, surgió de la observación del fenómeno hidrológico en distintos tipos de suelo en varios estados y para distintas condiciones de humedad antecedente. La representación gráfica de la profundidad de precipitación (P) y la profundidad de exceso de precipitación o escorrentía directa (Pe), permitió obtener una familia de curvas que fueron estandarizadas a partir de un número adimensional de curva CN, que varía de 1 a 100, según sea el grado del escurrimiento directo. Así un número de la curva CN = 100, indica que toda la lluvia escurre y un CN = 1, indica que toda la lluvia se infiltra. 2. MÉTODOS ESTADÍSTICOS: Los métodos estadísticos, se basan en considerar que el caudal máximo anual, es una variable aleatoria que tiene una cierta distribución. Se requiere tener el registro de caudales máximos anuales, cuanto mayor sea el tamaño del registro, mayor será también la aproximación del cálculo del caudal de diseño, el cual se calcula para un determinado periodo de retorno (T), el proceso de cálculo se desarrolla en detalle en el capítulo X. 3. HIDROGRAMAS: El hidrograma, es la representación gráfica de las variaciones del caudal con respecto al tiempo, en orden cronológico, en un lugar dado de la corriente. En las Figura a y Figura b se presenta los hidrogramas correspondientes a una tormenta aislada y a una sucesión de ellas respectivamente (hidrograma anual). ALUMNO: COLONIO ARROYO Erick Marx
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incluir una porción considerable del flujo subsuperficial, mientras que el flujo base está constituido principalmente por el flujo de agua subterránea.
Ilustración 1.Hidrogramas
III. ANÁLISIS En la práctica, es muy común considerar que la descarga total se divida en dos partes solamente: escorrentía directa y flujo base. La escorrentía directa puede
TEMA: RELACIÓN PRECIPITACIÓN - ESCORRENTÍA
IV. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES La metodología cartográfica permitió zonificar, en la cuenca, las diferentes condiciones de infiltración - escorrentía representada por los mapas de GH, vegetación y usos del suelo y su procesamiento permitió la obtención del NC. BIBLIOGRAFÍA LINSLEY KHOLER. “Hidrología para ingenieros”. McGraw-Hill
Chow, V.T. 1994. "Hidrología Aplicada". Mc. Graw Hill, Colombia.
VILLÓN, MÁXIMO. “HIDROLOGIA”
ALUMNO: COLONIO ARROYO Erick Marx
